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Rohrschweißtransformator Die Erfindung betrifft einen Rohrschweißtransformator
mit einer die Primärwicklung und den aus Band gewickelten Eisenkern umschließenden
Sekundärwicklung.
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Es ist bekannt, einen rotierenden Rohrschweißtransformator mit einer
die Primärwicklung und den Eisenkern umschließenden Sekundärwicklung auszubilden,
die gleichzeitig als Gehäuse dient. Dabei ist der ganze rotierende Transformator
zweiseitig gelagert. Die den Eisenkern umgebende Primärwicklung stellt ein einziges,
etwa von einem Regelumspanner versorgtes, in sich geschlossenes Wicklungssystem
dar, das mit dem Transformator umläuft. Derartige Rohrschweißtransformatoren haben
den Nachteil, daß der Laststrom primärseitig die ganze Wicklung durchfließt, sekundärseitig
aber nur an einer Stelle konzentriert ist. Dadurch ergeben sich insbesondere an
dem der Schweißstelle gegenüberliegenden Teil der Primärwicklung sehr große Streufelder,
die nicht kompensiert werden, da hier kein Sekundärstrom vorhanden ist.
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Bei einer anderen bekannten Ausführungsform eines Rohrschweißtransformators
ist das Gehäuse als Sekundärspule ausgebildet und der Transformator mit aus Band
gewickeltem Kern als ein in sich geschlossenes System einfach an als Rollelektroden
ausgebildete Elektrodenscheiben angesetzt, wobei das Verbindungsstück zwischen dem
Transformator und den Rollelektroden einen relativ kleinen Durchmesser hat und von
einem Lager umgeben ist. Infolge des kleinen Durchmessers herrschen im Verbindungsstück
hohe Stromdichten, die hohe Verluste hervorrufen. Durch am Lager induzierte Ströme
treten Erwärmungen und Korrosionserscheinungen auf, die unter anderem das Schmiermittel,
z. B. Öl, zersetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator mit
möglichst geringer Induktivität und geringen ohmschen Verlusten zur Erzielung einer
großen Wirkleistung und geringer Blindleistung zu schaffen. Ferner soll der Rohrschweißtransformator
von handlicher Bauweise sein und gleichzeitig Platz zur Beobachtung der Schweißstelle
bieten und die Verwendung von Normteilen, vorzugsweise von Kugellagern u. dgl. ermöglichen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Primärwicklung aus mehreren
Einzelwicklungen besteht, und daß die Spulersegmente in ihrer Reihenfolge entsprechend
der am Umfang der sekundären Rollenelektrode umlaufenden Stromentnahme infolge der
Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung nacheinander be- und entlastbar sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die einzelnen Primärwicklungen einschließlich
der diese umgebenden Sekundärwicklung auf dem äußeren Zylinderkörper einer fliegend
angeordneten doppelwandigen Hohlwelle befestigt. In vorteilhafter Weise ist ferner
die doppelwandige Hohlwelle mit vorzugsweise auf der Außenseite ihres inneren Zylinderkörpers
aufgebrachten Lagern innerhalb einer Tragekonstruktion, z. B. eines feststehenden
Zylinders, drehbar angeordnet. Die einzelnen Primärwicklungen können in segmentförmig
geformter Isolierstoffmasse eingebettet und auf einem ringförmigen Schnittbandkern
aufgeschoben sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Rohrschweißtransformator nach der Erfindung im
Schnitt; Fig. 2 zeigt die segmentförmige Ausbildung der Primärwicklungen.
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In Fig. 1 ist der als Schnittbandkern ausgeführte ringförmige Kern
mit 3, die Primärspule mit 2, die Sekundärspule mit 3, der eine Elektrodenring mit
4, der andere Elektrodenring mit 5 bezeichnet, wobei die Elektrodenringe 4 und 5
die Enden der Sekundärwicklung des Transformators darstellen. Die Elektrodenringe
4 und 5 bestehen aus Kupfer und sind auswechselbar, damit sie - z. B. nach Ansetzen
von Zunder oder bei einer Umstellung der Fertigungsstraße auf einen größeren Rohrdurchmesser
- ausgewechselt werden können.
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Ferner bezeichnet 6 die Kühlkanäle für die Wasserkühlung, i die Stromzuführung
für die Primärspule 2, S die Schleifringe mit den Stromabnahmebürsten, die an einem
als Tragkörper 9 dienenden
fest angeordneten Zylinder befestigt
sind, der seinerseits über Halterungen oder Flansche 10 drehfest angeordnet ist.
Die Flansche 10 besitzen Öffnungen 11 zur Aufnahme von hier nicht dargestellten
Bolzen und sind in Wirklichkeit an einer um 90° versetzten Stelle angebracht.
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Der rotierende Teil des Schweißtransformators besteht außer den bereits
erwähnten Teilen 1 bis 7 aus einer doppelwandigen Hohlwelle, deren äußerer Mantel
mit 12 und deren innerer Mantel mit 13 bezeichnet ist. Der äußere Teil 12 ist fest
mit der Sekundärwicklung 3 verbunden, während der innere Teil 13 durch Kugellager
14 zentrisch innerhalb des rohrförmigen Tragkörpers 9 drehbar gelagert ist. Mit
15 ist ein zusätzlich am Rohr 13 befestigter Zahnkranz zum Antrieb des Rohres 13
bezeichnet. Das zu verschweißende Rohr ist bei 16 dargestellt und liegt an den Elektrodenringen
4 und 5 an. Zu diesem Zweck sind die Elektrodenringe 4 und 5 mit Ausdrehungen 17
versehen, die dem Umfang des zu verschweißenden Rohres angepaßt sind. Bei 18 ist
die Stromzuleitung zur Primärwicklung 2 angedeutet.
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Die Fig. 2 zeigt einen Schnittbandkern 20, dessen Schnittflächen 21
in bekannter Weise geschliffen und gegeneinandergepreßt sind. Auf jede Hälfte des
Schnittbandkernes werden vorgefertigte Primärteilwicklungen in Form von Kreissegmenten,
von denen nur einige bei 22, 28, 29, 30 und 31 dargestellt sind, aufgeschoben.
Diese Teilwicklungen sind mit ihren Anschlüssen 23 mit dem Ring 24 einer Polarität,
mit ihren Anschlüssen 25 mit dem Ring 26 der anderen Polarität verbunden. Mit 27
ist der Schweißpunkt angedeutet. Die Sekundärwicklung 32 wird annähernd in einem
Bereich ±45° von der maximal belasteten Stelle 27 ab belastet, so daß außer den
Primärteilwicklungen 28, 29 und 30 keine anderen Primärteilwicklungen mit Laststrom
belastet sind. Es fließt also primärseitig praktisch nur durch die Wicklungen Laststrom,
die sich gerade in dem Bereich eines Winkels von ±45° um den stromführenden Punkt
27 herum befinden, d. h. nur in den Primärwicklungen 28; 29 und 30. Der Laststrom
ist dann nicht gezwungen, auch die oberen Primärwicklungen 31 zu durchfließen, da
hier keine sekundärseitige Belastung vorliegt. In diesen Spulen fließt im betreffenden
Zeitpunkt nur ein geringer Leerlaufstrom.
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Die mit dem Gegenstand der Erfindung erreichten Vorteile bestehen
zunächst und vor allem darin, daß jeweils nur etwa 25 fl/o der Primärspulen von
Laststrom durchflossen werden, so daß der nach der Erfindung ausgebildete Transformator
mit geringer Streuinduktivität und geringen ohmschen Verlusten arbeitet. Die Sekundärleerlaufspannung
kann um so kleiner gehalten werden, je kleiner die ohmschen Verluste und die Streuinduktivitäten
sind. Da die Elektrodenringe direkt auf der Sekundärwicklung des Transformators
aufgesetzt sind, entfällt die bisher übliche verlustbehaftete Zuleitung zwischen
Sekundärwicklung und Elektrodenscheiben. Auf diese Weise erhält der ganze Transformator
eine handliche und kompakte Bauweise. Außerdem gibt die fliegende Anordnung der
Elektrodenscheiben ausreichend Platz zur Beobachtung an der Schweißstelle frei und
gestattet die Verwendung von genormten, nicht der Induktion ausgesetzten Kugellagern.
Die Form der in Fig. 2 mit 22, 28, 29, 30 und 31 bezeichneten Primärteilwicklungen
ergibt sich aus deren Einbettung in ein Material, das einerseits die Wärme gut abführt
und andererseits eine gute Isolierstoffmasse für den elektrischen Strom darstellt.
Eine solche Masse kann z. B. aus Araldit zusammen mit Quarzmehl bestehen.